專利名稱：家庭網絡系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種家庭網絡系統，尤其是，涉及一種可以提供預定的控制協議的家庭網絡系統，該預定的控制協議用于連接各種各樣的家庭網絡以進行通信。
背景技術：
用于在家庭或者遠程地自動地控制家用電器的家庭自動化已經近乎達到商用階段。在其初始階段，家庭自動化通過使用電話或者紅外線分別地控制每個家用電器，并且不相互連接這些家用電器。但是，已經提出了一種通過使用通信裝置建立家用電器網絡，并且通過使用控制器共同地管理該網絡的方法。
圖1是舉例說明現有的家庭網絡系統的結構圖。參考圖1，家庭網絡連接各種各樣的數字家用電器，使得用戶可以在室內或者室外總是享受方便、可靠和經濟的生活服務。
作為該家庭網絡出現的因素，由于數字信號處理技術的發展，稱作白色家電的冰箱或者洗衣機已經逐漸地數字化，并且由于家用電器操作系統技術和高速多媒體通信技術的快速發展，已經制造了新的信息家用電器。
在這里，建立IT網絡，以在個人計算機和外圍設備之間交換數據或者提供因特網服務，在使用音頻或者視頻信息的家用電器之間建立AV網絡。此外，建立生活網絡以簡單地控制家用電器，諸如家庭自動化或者遠程儀表讀數，并且其可以由冰箱、洗衣機、微波爐、電燈、瓦斯報警器、空調器和電話機組成。
用于IT網絡或者AV網絡服務的家用電器需要用于高速率數據和高速通信的高功能硬件規范以及協議。相反地，該生活網絡服務主要意在執行用于遙控或操作狀態監視的小數據傳輸，并且因此需要使用最少資源的協議。
發明內容
本發明的一個目的是提供一種在生活網絡以及IT網絡和AV網絡中使用最少資源的預定的控制協議下執行的家庭網絡。
本發明的另一個目的是提供一種家庭網絡系統，其可以連接多個用于連接各種各樣的家用電器的網絡，并且在預定的控制協議下最佳地控制家用電器。
為了實現以上描述的本發明的目的，提供了一種家庭網絡系統，包括第一網絡；與第一網絡分開的第二網絡；可連接到該第一和第二網絡的至少一個的家用電器；和可連接到該第一和第二網絡的至少一個的網絡管理器，用于控制和監視該家用電器。
優選地，該家用電器和該網絡管理器每個分別地包括基于預定的控制協議可連接到該第一網絡的第一接口模塊，用于發送消息到內部控制裝置/從該內部控制裝置接收消息。
優選地，該家用電器和該網絡管理器每個分別地包括基于該控制協議連接到第一接口模塊并且可連接到該第二網絡的第二接口模塊。
優選地，該家用電器和該網絡管理器通過該第一接口模塊經由該第一網絡，或者通過該第一和第二接口模塊經由第二網絡，相互連接。
優選地，該第一和第二接口模塊每個分別地包括在該控制協議下的使用消息的應用層、網絡層、數據鏈路層和物理層，并且該數據鏈路層每個分別地包括用于連接該第一接口模塊到第二接口模塊的通用異步接收機和發射機。
優選地，該家用電器包括第一接口模塊，用于發送消息到內部控制裝置/從該內部控制裝置接收消息；和第二接口模塊，其基于預定的該控制協議連接到該第一接口模塊并且可連接到該第二網絡。
優選地，該第一接口模塊包括在該控制協議下的使用消息的應用層、網絡層和通用異步接收機和發射機，并且該第二接口模塊包括在該控制協議下的應用層、網絡層、數據鏈路層、物理層和連接到該第一接口模塊的通用異步接收機和發射機的通用異步接收機和發射機。
優選地，該第一網絡使用專用的介質，并且包括RS232C、RS485和USB中的一個。
優選地，該第二網絡使用共用的介質，并且包括RF、PLC和IrDA的中一個。
按照本發明的另一個方面，一種家庭網絡系統的接口設備包括第一接口模塊，其基于預定的控制協議可連接到連接家庭網絡系統的第一網絡，用于發送消息到構成該家庭網絡系統的家用電器的控制裝置/從該控制裝置接收消息；和第二接口模塊，其基于該控制協議連接到該第一接口模塊，從該第一網絡斷開，并且可連接到第二網絡，該第二網絡連接到該家庭網絡系統。
優選地，該接口設備按照該家庭網絡系統的通信方法，經由第一接口模塊或者第一和第二接口模塊連接到該家庭網絡系統。
優選地，該第一和第二接口模塊每個分別地包括在該控制協議下的使用消息的應用層、網絡層、數據鏈路層和物理層，并且該數據鏈路層每個分別地包括用于連接該第一接口模塊到第二接口模塊的通用異步接收機和發射機。
優選地，該第一網絡使用專用的介質，并且包括RS232C、RS485和USB中的一個。
優選地，該第二網絡使用共用的介質，并且包括RF、PLC和IrDA的中一個。
按照本發明的另一個方面，一種家庭網絡系統的接口設備包括第一接口模塊，用于發送消息到構成該家庭網絡系統的家用電器的控制裝置/從該控制裝置接收消息；和第二接口模塊，其基于控制協議連接到該第一接口模塊并且可連接到連接家庭網絡系統的網絡。
優選地，該第一接口模塊包括在該控制協議下的使用消息的應用層、網絡層和通用異步接收機和發射機，并且該第二接口模塊包括在該控制協議下的應用層、網絡層、數據鏈路層、物理層和連接到該第一接口模塊的通用異步接收機和發射機的通用異步接收機和發射機。
優選地，該網絡使用共用的介質，并且包括RF、PLC和IrDA中的一個。
圖1是舉例說明現有的家庭網絡系統的結構圖；圖2是舉例說明按照本發明優選實施例的家庭網絡系統的結構圖；圖3是舉例說明圖2的家用電器的第一個例子的部分結構圖；圖4是舉例說明在圖3的接口模塊的層之間接口的結構圖；圖5是舉例說明圖3的通用異步接收機和發射機的幀的結構圖；
和圖6舉例說明圖2的家用電器的第二個例子的部分結構圖。
具體實施例方式
現在將參考附圖詳細描述按照本發明的家庭網絡系統。
圖2是舉例說明按照本發明的該家庭網絡系統的結構圖。如在圖2中舉例說明的，家庭網絡系統20包括連接到外部網絡的網關21，用于在預定的控制協議下控制和監視該家庭網絡系統20的家用電器的網絡管理器22，多個家用電器，諸如洗衣機23、冰箱24、空調器25、微波爐26和電燈27，用于連接該網絡管理器22、洗衣機23、冰箱24和空調器25的第一網絡28，和與第一網絡28分開的用于連接網絡管理器22、微波爐26和電燈27的第二網絡29。
在這個實施例中，家用電器包括用于生活網絡服務的家用電器諸如冰箱23和洗衣機24，以及用于IT網絡服務和AV網絡服務的家用電器。
包括網絡管理器22的該家用電器內部地或者外部地具有連接到第一網絡28和/或第二網絡29的接口模塊設備(在下文中，稱之為“接口設備”)22a、23a、24a、25a、26a和27a。在這個實施例中，舉例說明了內置型的接口設備。稍后將參考圖3解釋該接口設備。
在這里，該第一網絡28和第二網絡29被物理地和/或邏輯地分開。該第一網絡28使用專用的介質，并且由RS232C、RS485和USB的一個組成，該第二網絡29使用共用的介質，并且包括RF、PLC和IrDA的中一個。
該網絡管理器22包括連接到第一網絡28和第二網絡29的接口設備22a，以連接到所有連接到第一網絡28或者第二網絡29的家用電器，并且其他的家用電器分別地包括可連接到第一和第二網絡28和29的至少一個的該接口設備23a、24a、25a、26a和27a。
圖3是舉例說明圖2的家用電器的第一個例子的部分結構圖。如圖3所示，該家用電器40(包括該網絡管理器22)由接口設備42和連接到該接口設備42的控制裝置44組成，該接口設備42可連接到第一網絡46和/或第二網絡48，該控制裝置44用于控制整個家用電器以執行命令。
該接口設備42包括直接地連接到該控制裝置44并可連接到該第一網絡46的第一接口模塊43a，和連接到該第一接口模塊43a并可連接到第二網絡48的第二接口模塊43b。
該第一和第二接口模塊43a和43b遵從控制協議，該控制協議由應用層、網絡層、數據鏈路層、物理層和用于連接該第一和第二接口模塊43a和43b的通用異步接收機和發射機(UART)組成。
該第一接口模塊43a的控制協議的物理層在其是通信線路的第一網絡46和第二網絡48上接收比特信號，并且發送該信號給該數據鏈路層，或者通過比特信號把來自上面的數據鏈路層的幀發送到第一網絡46和第二網絡48。可以使用包括電力線或者電話線的有線傳輸方法，或者包括藍牙的無線家庭網絡傳輸方法，以作為該物理層。
此后，在接收的時候，該數據鏈路層通過使用來自下面的物理層的數據構成幀，并且發送該幀給上面的網絡層，并且在傳輸的時候，該數據鏈路層通過使用來自上面的網絡層的分組構成幀，并且發送該幀給該物理層。
在傳輸的時候，該網絡層通過使用來自應用層的應用層協議數據單元(APDU)產生分組，并且發送該分組給數據鏈路層，并且在接收的時候，該網絡層從來自數據鏈路層的分組數據中提取APDU，并且發送該APDU給應用層。
在傳輸的時候，該應用層從該控制裝置44接收信息或者用戶的命令，產生消息，并且發送該消息給下面的網絡層，并且在接收的時候，該應用層譯碼來自下面的網絡層的消息，并且發送該譯碼的消息給該控制裝置44。
該UART經由串行接口連接到第二接口模塊43b的UART，以接入到第二網絡48。在傳輸的時候，該UART經由該串行接口以10比特幀單元發送來自上面的網絡層的分組，并且在接收的時候，該UART從接收的幀中提取分組，并且發送該分組給網絡層，其被稱作異步串行通信功能。
該第二接口模塊43b的UART、數據鏈路和物理層執行與第一接口模塊43a的那些相同的功能。此外，該第二接口模塊43b包括應用層和網絡層，以直接地處理來自控制裝置44的消息，用于控制和監視該第二接口模塊43b。該第二接口模塊43b接入其是共用的介質的該第二網絡48，因此實質上判定來自外部網絡的控制命令被發送給(例如，家庭代碼的譯碼)哪一個家庭網絡系統，并且判定該控制命令與哪一個家用電器有關。因此，提供該第二接口模塊43b以解決在使用該共用的介質中可能出現的問題。
當該接口設備42的第一接口模塊43a連接到該第一網絡46的時候，在傳輸的時候，來自該控制裝置44的命令經由該第一接口模塊43a的應用層、網絡層、數據鏈路層和物理層發送給該第一網絡46，并且在接收的時候，以相反的順序接收。此外，當該第二接口模塊43b連接到第二網絡48的時候，來自該控制裝置44的命令被經由第一接口模塊43a的應用層、網絡層和UART發送給第二接口模塊43b的UART，在傳輸的時候，經由該數據鏈路層和物理層發送給該網絡層，并且發送給該應用層，或者發送到第二網絡48，并且在接收的時候，以相反的順序接收。在第一和第二接口模塊43a和43b分別地連接到第一和第二網絡46和48的情況下，經由該第一和第二網絡46和48發送/接收來自該控制裝置的命令。
圖4是舉例說明在圖3的接口模塊的層之間接口的結構圖。層之間的接口通過將頭部或者尾部信息添加到PDU，產生從上層發送給下層的新的協議數據單元(PDU)。
在應用層和網絡層之間的APDU、在網絡層和數據鏈路層之間的NPDU、和在數據鏈路層和物理層之間的數據幀單元中，形成該層之間的接口。
在每個層中產生的數據單元具有頭部。例如，當該網絡層從該應用層接收APDU的時候，該網絡層通過將分組頭部和尾部添加到該APDU，產生NPDU，該分組頭部和尾部包含其地址、目標家用電器的地址和包括發送的消息的重要性的數據分組的類型，并且發送該NPDU給數據鏈路層。以同樣的方式，當數據鏈路層從上面的網絡層接收NPDU的時候，該數據鏈路層通過將串行接口頭部和幀尾部添加到該NPDU來產生要發送給物理層的幀。
圖5是舉例說明圖3的UART的幀的結構圖。如在圖5中舉例說明的，該UART的幀由對應于頭部的1位的起始位、8位的數據和對應于尾部的1位的停止位組成，并且不使用奇偶校驗位。該幀與通信頻率同步，并且以起始位到停止位的順序發送。
圖6是舉例說明圖2的家用電器的第二個例子的部分結構圖。參考圖6，家用電器60包括用于接入到第二網絡68的接口設備62，和用于處理預定的控制命令的控制裝置64。
該接口設備62包括連接到該控制裝置64的第一接口模塊63a，和連接到該第一接口模塊63a并接入第二網絡48的第二接口模塊63b。該第二接口模塊63b與圖3的第二接口模塊43b是相同的，但是該第一接口模塊63a不包括數據鏈路層和物理鏈路層，不同于圖3的第一接口模塊43a。因此，內部地或者外部地包括該接口設備62的該家用電器60被配置不接入該第一網絡46。當該家用電器60不能或者不需要直接地與該第一網絡交互的時候，可以使用這樣的接口設備62。例如，在電燈27僅僅控制其開/關狀態的情況下，其家用電器結構太簡單而無需與特定的專用介質諸如該第一網絡交互。因此，優選地，可以使用該接口設備62。
雖然已經描述了本發明的優選實施例，應該明白，本發明不應該被限制于這些優選實施例，而是可以由本領域技術人員在如在下文權利要求的本發明的精神和范圍內進行各種各樣的變化和修改。
權利要求
1.一種家庭網絡系統，包括第一網絡；與第一網絡分離的第二網絡；可連接到該第一和第二網絡的至少一個的家用電器；和可連接到該第一和第二網絡的至少一個的網絡管理器，用于控制和監視該家用電器。
2.根據權利要求1所述的系統，其中該家用電器和該網絡管理器每個分別地包括基于預定的控制協議的可連接到該第一網絡的第一接口模塊，用于發送消息到內部控制裝置和從該內部控制裝置接收消息。
3.根據權利要求2所述的系統，其中該家用電器和該網絡管理器每個分別地包括基于該控制協議連接到第一接口模塊并且可連接到該第二網絡的第二接口模塊。
4.根據權利要求3所述的系統，其中該家用電器和該網絡管理器通過該第一接口模塊經由該第一網絡，或者通過該第一和第二接口模塊經由該第二網絡而相互連接。
5.根據權利要求2或3所述的系統，其中該第一和第二接口模塊每個分別地包括在該控制協議下的使用該消息的應用層、網絡層、數據鏈路層和物理層，并且該數據鏈路層每個分別地包括用于連接該第一接口模塊到第二接口模塊的通用異步接收機和發射機。
6.根據權利要求1所述的系統，其中該家用電器包括第一接口模塊，用于發送消息到內部控制裝置和從該內部控制裝置接收消息；和第二接口模塊，其基于預定的控制協議連接到該第一接口模塊并且可連接到該第二網絡。
7.根據權利要求6所述的系統，其中該第一接口模塊包括在該控制協議下的使用消息的應用層、網絡層和通用異步接收機和發射機，且該第二接口模塊包括在該控制協議下的應用層、網絡層、數據鏈路層、物理層和連接到該第一接口模塊的通用異步接收機和發射機的通用異步接收機和發射機。
8.根據權利要求1-4中的任一個所述的系統，其中該第一網絡使用專用的介質。
9.根據權利要求8所述的系統，其中該第一網絡由RS232C、RS485和USB的任一個。
10.根據權利要求1-4或6的任一個所述的系統，其中該第二網絡使用共用的介質。
11.根據權利要求10所述的系統，其中該第二網絡包括RF、PLC和IrDA的中一個。
12.一種家庭網絡系統的接口設備，包括第一接口模塊，其基于預定的控制協議可連接到的第一網絡，用于發送消息到構成家庭網絡系統的家用電器的控制裝置和從該控制裝置接收消息，該第一網絡連接到該家庭網絡系統；和第二接口模塊，其基于該控制協議連接到該第一接口模塊，從該第一網絡斷開，并且可連接到第二網絡，該第二網絡連接到該家庭網絡系統。
13.根據權利要求12所述的設備，其按照該家庭網絡系統的通信方法，經由第一接口模塊或者第一和第二接口模塊連接到該家庭網絡系統。
14.根據權利要求13所述的設備，其中該第一和第二接口模塊每個分別地包括在該控制協議下的使用消息的應用層、網絡層、數據鏈路層和物理層，并且該數據鏈路層每個分別地包括用于連接該第一接口模塊到第二接口模塊的通用異步接收機和發射機。
15.根據權利要求12-14中的任一個所述的設備，其中該第一網絡使用專用的介質。
16.根據權利要求15所述的設備，其中該第一網絡包括RS232C、RS485和USB中的一個。
17.根據權利要求12-14中的任一個所述的設備，其中該第二網絡使用共用的介質。
18.根據權利要求17所述的設備，其中該第二網絡包括RF、PLC和IrDA中的一個。
19.一種家庭網絡系統的接口設備，包括第一接口模塊，用于發送消息到構成該家庭網絡系統的家用電器的控制裝置和從該控制裝置接收消息；和第二接口模塊，其基于控制協議連接到該第一接口模塊并且可連接到與該家庭網絡系統連接的網絡。
20.根據權利要求19所述的設備，其中該第一接口模塊包括在該控制協議下的使用消息的應用層、網絡層和通用異步接收機和發射機，且該第二接口模塊包括在該控制協議下的應用層、網絡層、數據鏈路層、物理層和連接到該第一接口模塊的通用異步接收機和發射機的通用異步接收機和發射機。
21.根據權利要求19或20所述的設備，其中該網絡使用共用的介質。
22.根據權利要求21所述的設備，其中該網絡包括RF、PLC和IrDA中的一個。
全文摘要
本發明公開了一種家庭網絡系統(40)，其可以提供用于連接各種各樣的家庭網絡(46，48)以進行通信的預定的控制協議。該家庭網絡系統(40)包括第一網絡(46)，與第一網絡(46，48)分開的第二網絡(48)，可連接到該第一和第二網絡的至少一個的家用電器，和可連接到該第一和第二網絡(46，48)中至少一個的網絡管理器(22)，用于控制和監視該家用電器。
文檔編號H04L12/12GK1771695SQ03826564
公開日2006年5月10日 申請日期2003年7月7日 優先權日2003年5月30日
發明者李君錫, 白承勉, 崔桓鐘, 金容臺, 丘必寧, 具滋仁, 姜成煥 申請人:Lg電子株式會社